地连墙施工难点

地下连续墙施工技术难点的分析 摘 要 本文主要阐述了地下连续墙的施工过程中一些技术要点和难 点 并且结合实践提出了作者的一点意见和解决方法 1 前言 1950 年意大利开始在水库大坝工程中使用地下连续墙技术 1958 年我国引进了此项技术并应用于北京密云水库的施工中 70 年 代中期 这项技术开始推广应用到建筑 煤矿 市政等部门 我们 上海市第二市政工程有限公司作为总包方早已涉及到了地下连续墙 的施工 但真正开始自己施工却是从 2001 年轻轨明珠线二期临平路 车站地下连续墙的施工开始的 上海的轨道交通施工市场前景广阔 因此地下连续墙施工技术的研究对我们上海市第二市政工程有限公 司有着重要的战略意义 2 地下连续墙简介 虽然地下连续墙已经有了 50 多年的历史 但是要严格分类 仍 是很难的 1 按成墙方式可分为 桩排式 槽板式 组合式 2 按墙的用途可分为 防渗墙 临时挡土墙 永久挡 土 承重 墙 作为基础用的地下连续墙 3 按强 我们这里讲的是槽板式用作永久挡土围护结构的钢筋混凝土地 下连续墙 体材料可分为 钢筋混凝土墙 塑性混凝土墙 固化灰浆墙 自硬泥浆墙 预制墙 泥浆槽墙 回填砾石 粘土和水泥三合土 后张预应力地下连续墙 钢制地下连续墙 4 按开挖情况可分为 地下连续墙 开挖 地下防渗 墙 不开挖 地下连续墙的优点有很多 主要有 1 施工时振动小 噪音低 非常适于在城市施工 2 墙体刚度大 用于基坑开挖时 极少发生地基沉降或塌方 事故 3 防渗性能好 4 可以贴近施工 由于上述几项优点 我们可以紧贴原有建 筑物施工地下连续墙 5 可用于逆作法施工 6 适用于多种地基条件 7 可用作刚性基础 8 占地少 可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间 充分发挥投资效益 9 工效高 工期短 质量可靠 经济效益高 地下连续墙的缺点主要有 1 在一些特殊的地质条件下 如很软的淤泥质土 含漂石的 冲积层和超硬岩石等 施工难度很大 2 如果施工方法不当或地质条件特殊 可能出现相邻槽段不 能对齐和漏水的问题 3 地下连续墙如果用作临时的挡土结构 比其它方法的费用 要高些 4 在城市施工时 废泥浆地处理比较麻烦 3 地下连续墙施工难点 地下连续墙的施工主要分为以下几个部分 导墙施工 钢筋笼制 作 泥浆制作 成槽放样 成槽 下锁口管 钢筋笼吊放和下钢筋 笼 下拔砼导管浇筑砼 拔锁口管 以下将分项叙述各个施工环节中的要点和难点 3 1 导墙施工 导墙是地下连续墙施工的第一步 它的作用是挡土墙 建造地 下连续墙施工测量的基准 储存泥浆 它对挖槽起重大作用 根据 我们使用的情况看来主要有以下几个问题 1 导墙变形导致钢筋笼不能顺利下放 出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑 导墙侧向稳定不足发生导墙变形 解决这个问题的措施是导墙拆模 后 沿导墙纵向每隔一米设二道木支撑 将二片导墙支撑起来 导 墙砼没有达到设计强度以前 禁止重型机械在导墙侧面行驶 防止 导墙受压变形 如导墙已变形 解决方法是用锁口管强行插入 撑开足够空间 下放钢筋笼 2 导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行 这个问题在我们的施工过程中曾经碰到过 超声波测试结果显 示 由于导墙本身的不垂直 造成整幅墙的垂直度不理想 导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行会造成建好的地下连 续墙不符合设计要求 解决的措施主要是导墙中心线与地下连续墙 轴应重合 内外导墙面的净距应等于地下连续墙的设计宽度加 50mm 净距误差小于 5mm 导墙内外墙面垂直 以此偏差进行控 制 可以确保偏差符合设计要求 3 导墙开挖深度范围内均为回填土 塌方后造成导墙背侧空 洞 砼方量增多 解决方法 首先是用小型挖基开挖导墙 使回填的土方量减少 其次是导墙背后填一些素土而不用杂填土 3 2 钢筋笼制作 钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节 在我们的施 工过程中 钢筋笼的制作与进度的快慢有直接影响 钢筋笼制作主 要有以下几点问题 1 进度问题 进度是由许多因素影响的 我们一般碰到的主要有 施工时场地条件不允许设置两个钢筋制作平台 钢筋笼制作 速度决定了施工进度 要保证一天一幅的施工进度 一定要两个施 工平台交替作业 施工时进入梅雨天气 下雨天数多 电焊工属于危险工种 尤其不能在雨天施工 在安全和文明施工的要求下我们在雨天停止 施工 我认为解决方法是用脚手架和彩钢板分段搭设小棚子 下设 滚轮 拼接起来 雨天遮雨 平时遮阳 待钢筋笼需要起吊时用推 开或吊车吊离 2 焊接质量问题 焊接质量问题是钢筋笼制作过程里一个比较突出的问题 主要 有 碰焊接头错位 弯曲 错位主要是由于碰焊工工作量大 注意力不集中引起的质量问 题 经过提醒并且不定期的抽样检查 碰焊质量有了明显提高 民 工队伍里需要掌握碰焊技术的人员 弯曲是因为碰焊完成后 接头 部分还处于高温软弱状态 强度不够 民工在搬运钢筋到堆放地时 造成钢筋在接头处受力弯曲变形 在堆放后又没有处理过 冷却后 强度恢复很难处理 对民工技术交底过后情况有所好转 在以后的 工作里应该紧盯这个问题 钢筋笼焊接时的咬肉问题 这个问题的产生主要是因为民工队伍技术水平不到位 许多是 生手 其次是因为由于电焊工数量不够 由一班人长期加班加点 疲劳过度引起的质量问题 如果更换生手并且配足电焊工的话 问 题就会得到彻底解决 3 3 泥浆制作 泥浆是地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键 必须根据地质 水文资料 采用膨润土 cmc 纯碱等原料 按一定比例配制而成 在地下连续墙成槽中 依靠槽壁内充满触变泥浆 并使泥浆液面保 持高出地下水位 0 5 1 0 米 泥浆液柱压力作用在开挖槽段土壁上 除平衡土压力 水压力外 由于泥浆在槽壁内的压差作用 部分水 渗入土层 从而在槽壁表面形成一层固体颗粒状的胶结物 泥皮 性能良好的泥浆失水量少 泥皮薄而密 具有较高的粘接力 这对 于维护槽壁稳定 防止塌方起到很大的作用 泥浆制作过程中应该注意以下几个问题 1 要按泥浆的使用状态及时进行泥浆指标的检验 新拌制的泥浆不控制就不知拌制的泥浆能否满足成槽的要求 储存泥浆池的泥浆不检验 可能影响槽壁的稳定 沟槽内的泥浆不 按挖槽过程中和挖槽完成后泥浆静止时间长短分别进行质量控制 会形成泥皮薄弱且抗渗性能差 挖槽过程中正在循环使用的泥浆不 及时测定试验 泥浆质量恶化程度不清 不及时改善泥浆性能 槽 壁挖掘进度和槽壁稳定性难以保证 浇筑混凝土置换出来的泥浆不 进行全部质量控制试验 就无法判别泥浆应舍弃还是处理后重复使 用 2 成本控制 泥浆制作主要用三种原材料 膨润土 cmc 纯碱 其中膨润土最 廉价 纯碱和 cmc 则非常昂贵 如何在保证质量的情况下节约成本 就成为一个关键问题 要解决这个问题就要在条件允许的情况下 尽可能地多用膨润 土 合格的泥浆有一定的指标要求 主要有粘度 ph 值 含沙量 比重 泥皮厚度 失水量等 要达到指标的要求有很多种配置方法 但要找到最经济的配置方法是需要多次试验的 3 泥浆制作与工程整体的衔接问题 泥浆制作工艺要求 新配制的泥浆应该在池中放置一天充分发 酵后才可投入使用 旧泥浆也应该在成槽之前进行回收处理和利用 当工程进行得非常紧张的时候 一天一幅的进度对泥浆制作是一个 严峻的考验 有时自来水压力小 要拌制一个搅拌池的泥浆 5 立方米 至 少需要 30 分钟 当需要拌制新浆的时候 时间就变得非常紧张 解 决的方法一个是连夜施工 在泥浆回笼完成的时候马上开始拌制新 浆或进行泥浆处理 另外准备一个清水箱 在不拌制新浆的时候用 于灌满清水 里面放置一个大功率水泵 拌浆时使用箱内清水 同时 水管连续向箱内供水 就可以最大限度的利用水流量 加快供水速 度 节约拌浆的时间 4 泥浆制作具体方量的确定 泥浆制作需要一定的方量 到底多少方量才是合适的呢 方量 的确定在理论书籍上有许多复杂的公式 一般情况 以拌制理论方 量的 1 5 倍比较合适 在已经施工的 36 幅墙的过程中 基本上是合 适的 但也出现过特殊情况 例如 DQ95 的成槽过程中发生过明显 的泥浆渗漏情况 幸亏发现及时 马上拌制新浆 由于渗漏速度不 是很快 最终没有影响工程的进行 此幅实际用浆量是平时的 2 倍 3 4 成槽放样 成槽放样其实是一项比较简单的工作 但我们却在这个问题上 碰到了钉子 成槽宽度理论上应该是 成槽宽度 墙体理论宽度 锁口管直径 外放尺寸 先行幅 成槽宽度 墙体理论宽度 锁口管直径 2 外放尺寸 连接幅 第一幅时我们把外放尺寸定为 10 公分 实际情况看来 这个尺 寸是偏小的 在成槽完毕的时候 我们碰到了钢筋笼下放困难的问 题 实际上成槽不能保证垂直度 在底部的时候发生倾斜 解决方 法是 1 加强成槽司机的垂直度控制意识 设立奖励制度 2 购买测斜仪 确保垂直度 3 5 成槽 成槽主要有以下几个问题 1 成槽机施工 成槽施工是地下连续墙施工的第一步 也是地下连续墙施工质 量是否完好的关键一步 成槽的技术指标要求主要是前后偏差 左 右偏差 由于前后偏差由仪器控制 前后偏差在施工过程中出现问 题的次数是较少的 左右偏差由于原有的控制仪器损坏 至今未修 复 因此主要由司机的经验和目测来控制 左右偏差的问题是我们 地下连续墙施工过程中的一个顽症 发生的概率非常高 在一次抽 检时 槽顶与槽底的偏差竟然有 60 厘米之多 这么大的偏差肉眼很 容易就可以观察到 我认为首先是我们的技术交底工作没有做好 其次是成槽司机的态度不是很严肃 希望在以后的施工过程过程中 可以杜绝这种现象 2 泥浆液面控制 成槽的施工工序中 泥浆液面控制是非常重要的一环 只有保 证泥浆液面的高度高于地下水位的高度 并且不低于导墙以下 50 厘 米时才能够保证槽壁不塌方 泥浆液面控制包括两个方面 首先是成槽工程中的液面控制 这一点做起来应该并不难 但 是一旦发生 就会对我们的槽壁质量形成了很大的影响 塌方在所 难免 产生的原因主要是指导工麻痹大意 民工不知道如何操作 我认为对民工的交底也是一项必做的工作 民工不止是干体力活 对具体的工序也应该有一定的了解 其次是成槽结束后到浇筑砼之前的这段时间的液面控制 这件 工作往往受到大家的忽视 但是泥浆液面的控制是全过程的 在浇 筑砼之前都是必须保证合乎要求的 只要有一小段时间不合要求就 会功亏一篑 3 地下水的升降 遇到降雨等情况使地下水位急速上升 地下水又绕过导墙流入 槽段使泥浆对地下水的超压力减小 极易产生塌方事故 地下水位越高 平衡它所需用的泥浆密度也越大 槽壁失稳的 可能性越大 为了解决槽壁塌方 必要时可部分或全部降低地下水 泥浆面与地下水位液面高差大 对保证槽壁的稳定起很大作用 所 以另一个方法是提高泥浆液面 泥浆液面至少高出地下水位 0 5 1 0 米 在施工中发现漏浆跑浆要及时堵漏补浆 以保持泥浆规定的 液面 第二种方法实施比较容易因此采用的比较多 但碰到恶劣的 地质环境 还是第一种方法效果好 4 清底工作在吊放钢筋笼前不认真操作 沉渣过多会造成地下连续墙的承载能力降低 墙体沉降加大沉 渣影响墙体底部的截水防渗能力 成为管涌的隐患 降低混凝土的 强度 严重影响接头部位的抗渗性 造成钢筋笼的上浮 沉渣过多 影响钢筋笼沉放不到位 加速泥浆变质 5 刷壁次数的问题 地下连续墙一般都是顺序施工 在已施工的地下连续墙的侧面 往往有许多泥土粘在上面 所以刷壁就成了必不可少的工作 刷壁 要求在铁刷上没有泥才可停止 一般需要刷 20 次 确保接头面的新 老砼接合紧密 可实际情况往往刷壁的次数达不到要求 这就有可 能造成两幅墙之间夹有泥土 首先会产生严重的渗漏 其次对地下 连续墙的整体性有很大影响 在以后的堵漏工作中就要浪费许多人 力物力 经济损失不可弥补 而且这对我们日后的决算也会造成很 大的影响 因此虽然刷壁的工作比较烦 而且它导致的恶果不是很 快就能看出来 但它却对我们的施工质量有着至关紧要的影响 一 点也马虎不得 3 6 下锁口管 锁口管的问题是施工过程的一个疑难杂症 至今没有得到合理 的解决 主要问题有以下几个方面 1 槽壁不垂直 造成锁口管位置的偏移 由于机器和人工的原因 我们成好的槽壁在下部总是存在两端 不垂直的问题 如图所示 这就造成在下锁口管的时候 锁口管不能按照预先放好的样的 位置摆放 影响到这幅墙的宽度及钢筋笼的下放 同时锁口管的后 面空当过大 加大了土方回填的工作量 也容易产生漏浆的问题 解决 方法是修好左右纠偏的仪器 并且提高司机的操作技术 做好技术 交底 在成槽后期的时候有意识的向两边倾斜 2 锁口管固定不稳 造成锁口管倾斜 锁口管的固定包括上端固定和下端固定 下端固定主要通过吊 机提起锁口管一段高度使其自由下落插入土中使其固定 这个工作 除了一次漏做外做的还是比较好的 这种固定方法使锁口管的下端 一般不会产生大的位移 上端固定一般是通过锁口管与导墙之间的 缝隙之间打入导木枕 并用槽钢斜撑来解决 这种方法基本上可以 杜绝锁口管移位的产生 我认为这是一种较好的方法 实际施工中 我们使用最多的是用 100 吨吊车用 10 吨力竖直向上拉锁口管 当锁 口管发生偏移时 会有反方向的力使其回位 这种方法的缺点是当 发生小的位移时 反方向的力很小 不能够起到作用 因此位移不 可避免 而且当场地条件不允许时 100 吨吊车很难找到合适的位 置 实际施工中 有几次锁口管上端未作固定或固定不好 偏移严 重 造成此幅墙的幅宽超过设计宽度 占用了下一幅墙的幅宽 这 个问题的产生和漏浆问题的产生共同造成了闭合幅的幅宽缩小的问 题 其中最小的一幅只有 4 5 米宽 整整缩小了 1 5 米 另外锁口管的倾斜也会造成墙与墙之间有淤泥夹层的问题 如 图所示 主要有以下两种情况 其中第一种情况为上端偏移 出现的次数比较多 第二种情况 为下端偏移 出现的可能性较小 淤泥夹层的出现严重影响了施工 的质量 会造成严重的渗漏水问题 防止夹层的出现一是要防止锁 口管的倾斜 二是刷壁的时候务必想方设法刷干净 3 拔锁口管的问题 拔锁口管时为了避免使用液压顶升架 往往在砼没有浇筑完毕 的时候就已经开始拔了 这样做不是不可以 只是一定要掌握好砼 初凝的时间 在实际操作中指导工往往不能很好的掌握 因此我认 为拔锁口管应该在砼灌注完毕的时候再开始拔 建议每次都使用液 压顶升架 这样可以防止因锁口管拔的太早 墙体底部的砼未初凝 而产生的漏浆问题 4 锁口管后回填土的问题 锁口管下放以后 不会紧贴土体 总是有一定的缝隙 一定要进行 土方回填 否则砼绕过锁口管 就会对下一幅连续墙的施工造成很 大的障碍 但由于缝隙较小 又充满泥浆 回填如不易密实 因此我们要加工一根专用设备 钢钎 用来插入缝隙 捅实 回填土 防止砼绕流 3 7 钢筋笼起吊和下钢筋笼 1 钢筋笼偏移 由于上一幅施工时锁口管后面的空当回填不密实造成的漏浆问 题会产生一系列的不良后果 成槽时由于砼已凝固 会损坏成槽机 的牙齿 下钢筋笼时也会对钢筋笼产生影响 当钢筋笼碰到砼块时 会发生倾斜 使钢筋笼左右标高不一致 影响接驳器的准确安放 同时由于漏浆的影响 会使钢筋笼发生侧 移 扩大本幅墙的宽度 占用下一幅墙的墙宽 2 民工上钢筋笼的安全问题 钢筋笼起吊时一定要注意安全 整个钢筋笼竖起来后足有 30 米 高 经常发生焊工遗留的碎钢筋 焊条高空下落问题 因此在整个 起吊过程中无关人员一定要远离钢筋笼 防止意 外事件的发生 由于施工的要求 必须要爬上钢筋笼进行施工操作 危险性比较高 因此一定要注意安全 爬笼子之前对民工进行安全 教育 安全帽帽扣要扣好 到达高度后第一步就是要系好安全带 3 钢筋笼下不去 除少数是槽体垂直度不合要求外 大部分情况是由于漏浆的原 因导致钢筋笼下不去 因此漏浆的问题必须要解决 回填土不密实 是导致漏浆的主要原因 4 钢筋笼的吊放 钢筋笼的吊放过程中 发生钢筋笼变形 笼在空中摇摆 吊点 中心与槽段中心不重合 就会造成吊臂摆动 使笼在插入槽内碰撞 槽壁发生坍塌 吊点中心与槽段中心偏差大 钢筋笼不能顺利沉放 到槽底等 吊点问题至关重要 一旦吊点发生问题 就有可能造成 钢筋笼变形等不可弥补的损失 因此一定要经过项目部人员的仔细 研究推敲 以确保钢筋笼起吊的绝对安全 插入钢筋笼时 使钢筋 笼的中心线对准槽段的纵向轴线 徐徐下放 3 8 下 拔砼导管 浇筑砼 1 导管拼装问题 导管在砼浇注前先在地面上每 4 5 节拼装好 用吊机直接吊入 槽中砼导管口 再将导管连接起来 这样有利于提高施工速度 2 导管拆卸的问题 导管的拆卸问题是一个困扰我们的老问题 在倒砼的时候 我 们要根据计算逐步拆卸导管 但由于有些导管拆不下来或需要很多 的时间拆卸 严重的影响了砼的灌注工作 因为连续性是顺利灌注 砼的关键 其实这个问题并不难以解决 只要每次砼灌注完毕把每 节导管拆卸一遍 螺丝口涂黄油润滑就可以了 还应注意在使用导 管的时候 一定要小心 防止导管碰撞变形 难以拆卸 3 堵管的问题 由于砼的质量问题 发生过几次导管堵塞的问题 经与拌站联 系过后没有再发生过 导管堵塞后 要把导管整体拔出来 对斗上 的钢丝绳来说是一个考验 整体提高二十几米是非常危险的 万一 钢丝绳断掉就会造成不可估量的损失 因此拔出时应该换用直径大 的钢丝绳 导管的整体拔出会因为拔空而造成淤泥夹层的事故 而 且管内的砼在泥浆液面上倒入泥浆 会严重污染泥浆 4 在钢筋笼安置完毕后 应马上下导管 马上下导管是一个工序衔接的问题 这样做可以减少空槽的时 间 防止塌方的产生 5 槽底淤积物对墙体质量的影响 淤积物的形成 清底不彻底 大量泥渣仍然存在 清底验收后仍有砂砾 粘土 悬浮在槽孔泥浆中 随着槽孔停置时间加长 粗颗粒悬浮物在重力 的作用下沉积到槽孔底部 槽孔壁坍方 形成大量槽底淤积物 淤积物对墙体质量的影响 槽孔底部淤积物是墙体夹泥的主要来源 混凝土开浇时向下冲 击力大 混凝土将导管下的淤积物冲起 一部分悬浮于泥浆中 一 部分与混凝土掺混 处于导管附近的淤积物易被混凝土推挤至远离 导管的端部 当淤积层厚度大或粒径大时 仍有部分留在原地 悬 浮于泥浆中淤积物 随着时间的延长 又沉淀下来落在混凝土面上 一般情况下 这层淤泥比底部的淤积物细 内摩擦角小 比处于塑 性流动状态下的混凝土有更大的流动性 只要槽孔混凝土面稍有倾 斜 就会促使淤泥流动 沿着斜坡流到低洼处聚集起来 当槽孔混 凝土面发生变化或呈覆盖状流动时 这些淤泥最易被包裹在混凝土 中 形成窝泥 被混凝土推挤至槽底两端的淤积物 一部分随混凝 土沿接缝向上爬升 甚至一直爬到槽孔顶部 当混凝土挤压力小时 还会在接缝处滞留下来形成接头夹泥 当多根导管同时浇注时 导 管间混凝土分界面也可能夹泥 这些夹泥大多来自槽底淤积物 砼开始浇注时 先在导管内放置隔水球以便砼浇注时能将管内 泥浆从管底排出 砼浇灌采用将砼车直接浇注的方法 初灌时保证 每根导管砼浇捣有 6 方砼的备用量 砼浇注中要保持砼连续均匀下料 砼面上升速度控制在 4 5m h 导管下口在混凝土内埋置深度控制在 1 5 6 0m 在浇注过程 中严防将导管口提出砼面 导管下口暴露在泥浆内 造成泥浆涌入 导管 主要通过测量掌握砼面上升情况 浇筑量和导管埋入深度 当混凝土浇捣到地下连续墙顶部附近时 导管内混凝土不易流出 一方面要降低浇筑速度 另一方面可将导管的最小埋入深度减为 1m 左右 若混凝土还浇捣不下去 可将导管上下抽动 但上下抽动范 围不得超过 30cm 在浇筑过程中 导管不能作横向运动以防沉渣和泥浆混入混凝 土中 同时不能使混凝土溢出料斗流入导沟 对采用两根导管的地 下连续墙 砼浇注应两根导管轮流浇灌 确保砼面均匀上升 砼面 高差小于 50cm 以防止因砼面高差过大而产生夹层现象 6 砼面标高问题 灌注砼时 一定要把砼面灌注到规定位置 因为表层的砼的质 量由于和泥浆的接触是得不到保证的 做圈梁的时候把表层的砼敲 掉正是这个原因 7 泥浆对墙体的影响 性能指标合格的泥浆有效防止坍方 减少了槽底淤积物的形成 有很好的携渣能力 减少和延迟了混凝土面淤积物的形成 减少了 对混凝土流动的阻力 大大减少了夹泥现象 有人用 1 10 的模型 用直导管法在不同比重的膨润土泥浆下浇注混凝土 当泥浆比重为 10 3 10 45kN m3 时 墙间混凝土交界面无夹泥 与一期槽混凝土 接头处夹泥仅 0 0 7mm 当泥浆含砂量增加 容重增加至 10 6 10 8